(57)【要約】    【課題】  燃費の低下を回避しながらエンジン始動時のバッテリ容量を早期に且つ精度よく検出することを課題とする。    【解決手段】  バッテリ容量記憶手段２４は、運転者のエンジン停止操作によるエンジン停止時に、バッテリ容量算出手段２３で算出されたバッテリ容量をエンジン停止時バッテリ容量として記憶する。消費電流値記憶手段２５は、エンジン停止中におけるバッテリ１２の消費電流値を予め記憶する。停止期間検出手段２６は、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、エンジン１０が停止していた期間を検出する。始動時バッテリ容量算出手段２７は、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、記憶手段２４，２５で記憶されたエンジン停止時バッテリ容量及び消費電流値と、検出手段２６で検出されたエンジン停止期間とに基いて、エンジン始動時のバッテリ容量を算出する。    【選択図】  図１
2006352968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに駆動されて車両用のバッテリと電気負荷とに電力を供給する発電機と、
該発電機の出力電圧を制御する出力電圧制御手段と、
該出力電圧制御手段により発電機の出力電圧が制御されてバッテリが満充電状態とされた時のバッテリ容量と、その後のバッテリ充放電電流とに基いて、エンジン運転中のバッテリ容量を算出するバッテリ容量算出手段とを備えた車両用バッテリの容量検出装置であって、
運転者のエンジン停止操作によるエンジン停止時に、前記バッテリ容量算出手段で算出されたバッテリ容量をエンジン停止時バッテリ容量として記憶するエンジン停止時バッテリ容量記憶手段と、
エンジン停止中におけるバッテリの消費電流値を予め記憶する消費電流値記憶手段と、
運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、エンジンが停止していた期間を検出するエンジン停止期間検出手段と、
運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、前記記憶手段で記憶されたエンジン停止時バッテリ容量及び消費電流値と、前記検出手段で検出されたエンジン停止期間とに基いて、エンジン始動時のバッテリ容量を算出するエンジン始動時バッテリ容量算出手段とを有することを特徴とする車両用バッテリの容量検出装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の車両用バッテリの容量検出装置において、
前記エンジン始動時バッテリ容量算出手段で算出されたエンジン始動時バッテリ容量が所定容量よりも小さいときは、前記出力電圧制御手段は、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とすることを特徴とする車両用バッテリの容量検出装置。
【請求項３】
前記請求項１に記載の車両用バッテリの容量検出装置において、
前記エンジン停止期間検出手段で検出されたエンジン停止期間が所定期間よりも長いときは、前記出力電圧制御手段は、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とすることを特徴とする車両用バッテリの容量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用バッテリの容量検出装置、より詳しくは、運転者の始動操作によるエンジン始動時に車両用バッテリの容量を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両において、エンジン運転中はバッテリ容量を常に監視し、バッテリ容量がエンジン始動に必要な容量を下回ったときは、バッテリや電気負荷に電力を供給する発電機の出力電圧を制御して、バッテリ容量を回復することが知られている。ここで、エンジン運転中のバッテリ容量は、およそ次のようにして算出することができる。すなわち、発電機の出力電圧を制御して、一旦バッテリを満充電状態とし、その満充電状態となった時のバッテリ容量を基準として、その値にその後のバッテリ充電電流及び放電電流の積算値を加算するのである。
【０００３】
ところが、例えば車両が車庫に入れられて、運転者の停止操作によりエンジンが停止したときには、車両の電気系統もシャットダウンされて、前記バッテリ容量の算出動作及び監視動作が終了してしまう。そこで、従来は、特許文献１に開示されているように、運転者の始動操作によりエンジンが始動したときには、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とし、その満充電状態となった時のバッテリ容量をエンジン始動時のバッテリ容量として、その後のエンジン運転中のバッテリ容量の算出及び監視を行っている。
【特許文献１】特開２００４−１９４４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、運転者の始動操作によりエンジンが始動する度に、バッテリを速やかに満充電状態とするために発電機の出力電圧を高めることは、燃費の低下を招くことになり好ましくない。つまり、従来は、前回のドライビングサイクルと今回のドライビングサイクルとの間で、バッテリ容量の算出動作が遮断されているから、エンジン始動の度に、エンジン始動時のバッテリ容量を早期に確定するために、バッテリを速やかに満充電状態にしなければならず、その結果、発電機の出力電圧を高めることを頻繁に行わなければならない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、車両用バッテリの容量検出装置における前記不具合に対処するもので、運転者の始動操作によりエンジンが始動する度に、バッテリを速やかに満充電状態とすることなく、エンジン始動時のバッテリ容量を早期に且つ精度よく検出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、前記課題を解決するため、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンに駆動されて車両用のバッテリと電気負荷とに電力を供給する発電機と、該発電機の出力電圧を制御する出力電圧制御手段と、該出力電圧制御手段により発電機の出力電圧が制御されてバッテリが満充電状態とされた時のバッテリ容量と、その後のバッテリ充放電電流とに基いて、エンジン運転中のバッテリ容量を算出するバッテリ容量算出手段とを備えた車両用バッテリの容量検出装置であって、運転者のエンジン停止操作によるエンジン停止時に、前記バッテリ容量算出手段で算出されたバッテリ容量をエンジン停止時バッテリ容量として記憶するエンジン停止時バッテリ容量記憶手段と、エンジン停止中におけるバッテリの消費電流値を予め記憶する消費電流値記憶手段と、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、エンジンが停止していた期間を検出するエンジン停止期間検出手段と、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、前記記憶手段で記憶されたエンジン停止時バッテリ容量及び消費電流値と、前記検出手段で検出されたエンジン停止期間とに基いて、エンジン始動時のバッテリ容量を算出するエンジン始動時バッテリ容量算出手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
次に、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両用バッテリの容量検出装置において、前記エンジン始動時バッテリ容量算出手段で算出されたエンジン始動時バッテリ容量が所定容量よりも小さいときは、前記出力電圧制御手段は、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とすることを特徴とする。
【０００８】
そして、請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両用バッテリの容量検出装置において、前記エンジン停止期間検出手段で検出されたエンジン停止期間が所定期間よりも長いときは、前記出力電圧制御手段は、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
まず、請求項１に記載の発明によれば、運転者のエンジン停止操作によるエンジン停止時には、それまで算出されていたエンジン運転中のバッテリ容量をエンジン停止時バッテリ容量として記憶し、エンジン停止中におけるバッテリの消費電流値を予め記憶し、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時には、それまでエンジンが停止していた期間を検出し、そして、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時には、これらのエンジン停止時バッテリ容量と消費電流値とエンジン停止期間とに基いて、エンジン始動時のバッテリ容量を算出するようにしたから、エンジン始動の度に、エンジン始動時のバッテリ容量を早期に確定するために、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とする必要がなくなり、燃費の低下を回避したうえで、エンジン始動時のバッテリ容量を早期に且つ精度よく検出することが可能となる。
【００１０】
次に、請求項２に記載の発明によれば、前記のようにして算出したエンジン始動時のバッテリ容量が所定容量よりも小さいときは、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とするようにしたから、エンジン始動直後のアイドルストップに遅れることなく対応することが可能となる。
【００１１】
そして、請求項３に記載の発明によれば、エンジン停止期間が所定期間よりも長いときは、発電機の出力電圧を高めてバッテリを速やかに満充電状態とするようにしたから、エンジンの停止期間が長いために活物質が不活性化してバッテリの劣化が進行している場合に、一旦バッテリを満充電状態とすることにより、活物質の速やかな活性化、及びバッテリの劣化の進行の速やかな抑制が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る車両用バッテリ１２の容量検出装置１の制御システム図である。この車両には、エンジン１０に駆動される発電機としてオルタネータ１１が備えられている。オルタネータ１１は、バッテリ１２と電気負荷１３とに電力を供給する。電気負荷１３としては、例えば、エアコン、ヘッドライト、オーディオ等が挙げられる。
【００１４】
この車両のコントロールユニット２０は、バッテリ１２の充電電流及び放電電流を検出できるように回路上に配設された電流センサ３１からのバッテリ充電電流及びバッテリ放電電流に関する信号と、イグニッションキーポジションセンサ３２からのイグニッションキーポジションに関する信号と、ＧＰＳ（地球上位置検出）ナビゲーションシステム３３からの年月日及び時刻に関する信号とを入力し、オルタネータ１１に出力電圧の制御信号を出力する。
【００１５】
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ（中央制御ユニット）や各種メモリ等のハードウエア資源と、該ハードウエア資源を利用して所定の機能を実現させるためのプログラムとの協働により構成される各種手段を保有する。すなわち、出力電圧制御手段２１は、オルタネータ１１の出力電圧を制御する。例えば、オルタネータ１１の出力電圧を高めてバッテリ１２を速やかに満充電状態とする。満充電判定手段２２は、前記出力電圧制御手段２１の作動中に電流センサ３１で検出されるバッテリ充電電流が所定電流よりも小さくなったときにバッテリ１２が満充電状態であると判定する。エンジン運転中バッテリ容量算出手段２３は、前記出力電圧制御手段２１によりバッテリ１２が満充電状態とされた時のバッテリ容量と、その後に電流センサ３１で検出されるバッテリ充電電流及びバッテリ放電電流とに基いて、エンジン運転中のバッテリ容量を算出する。
【００１６】
また、エンジン停止時バッテリ容量記憶手段２４は、イグニッションキーポジションセンサ３２で検出される運転者のエンジン停止操作によるエンジン停止時に、前記エンジン運転中バッテリ容量算出手段２３で最後に算出されたバッテリ容量をエンジン停止時バッテリ容量として更新可能に記憶する。消費電流値記憶手段２５は、エンジン停止中におけるバッテリ１２の消費電流値（例えば、時計を作動状態に維持しておくための微弱電流値や、メモリに格納されているデータを保存しておくための微弱電流値等）を予め記憶して登録しておく。エンジン停止期間検出手段２６は、イグニッションキーポジションセンサ３２で検出される運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、ＧＰＳナビゲーションシステム３３で保存される前回のエンジン停止年月日及び時刻と、今回のエンジン始動年月日及び時刻とに基いて、エンジン１０が停止していた期間を検出する。そして、エンジン始動時バッテリ容量算出手段２７は、イグニッションキーポジションセンサ３２で検出される運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時に、前記記憶手段２４，２５で記憶されたエンジン停止時バッテリ容量及び消費電流値と、前記検出手段２６で検出されたエンジン停止期間とに基いて、エンジン始動時のバッテリ容量を算出する。
【００１７】
次に、図２のフローチャートに従って、前記コントロールユニット２０の具体的動作の１例を説明する。このフローチャートで表現されるプログラムは、車両の電気系統の起動と共に（例えば、イグニッションキーが「Ｌｏｃｋ」位置から、「Ａｃｃ」位置に回動されたときに）開始し、シャットダウンと共に（例えば、イグニッションキーが「Ｏｎ」位置、「Ａｃｃ」位置から、「Ｌｏｃｋ」位置に回動されたときに）終了する。
【００１８】
まず、ステップＳ１で、イグニッションキーポジションセンサ３２からの信号に基いて、運転者のエンジン始動操作の有無を判定する。その結果、運転者のエンジン始動操作があったとき（イグニッションキーが「Ａｃｃ」位置から、「Ｏｎ」位置に回動されたとき）は、ステップＳ２で、エンジン停止時バッテリ容量記憶手段２４で記憶されたエンジン停止時バッテリ容量Ｖｏｆｆと、消費電流値記憶手段２５で記憶されたエンジン停止中消費電流値Ｉｏｆｆとを読み出すと共に、エンジン停止期間検出手段２６によって、エンジン停止期間Ｔｏｆｆを検出する。次いで、ステップＳ３で、エンジン始動時バッテリ容量算出手段２７によって、前記バッテリ容量Ｖｏｆｆと電流値Ｉｏｆｆと停止期間Ｔｏｆｆとに基いて、次式（１）に従って、エンジン始動時バッテリ容量Ｖｏｎを算出する。
Ｖｏｎ＝Ｖｏｆｆ−Ｉｏｆｆ×Ｔｏｆｆ      ……（１）
【００１９】
次いで、ステップＳ４で、前記エンジン始動時バッテリ容量Ｖｏｎが所定容量Ｖｏよりも大きいか否かを判定する。ここで、所定容量Ｖｏは、例えばバッテリ１２の定格容量の８０％の容量等に設定される。その結果、前記エンジン始動時バッテリ容量Ｖｏｎが所定容量Ｖｏよりも大きいときは、ステップＳ５に進み、小さいときは、ステップＳ１２に進む。
【００２０】
ステップＳ５では、前記エンジン停止期間Ｔｏｆｆが所定期間Ｔｏよりも長いか否かを判定する。ここで、所定期間Ｔｏは、例えば２４０時間（１０日間）の車両放置等に設定される。その結果、前記エンジン停止期間Ｔｏｆｆが所定期間Ｔｏよりも長いときは、ステップＳ１２に進み、短いときは、ステップＳ６に進む。
【００２１】
ステップＳ６では、出力電圧制御手段２１によって、バッテリ１２の満充電制御を非実行とする。つまり、オルタネータ１１の出力電圧を相対的に低い１３．５Ｖに制御するのである。この結果、燃費の低下が図られる。一方、ステップＳ１２では、出力電圧制御手段２１によって、バッテリ１２の満充電制御を実行とする。つまり、オルタネータ１１の出力電圧を相対的に高い１４．０Ｖに制御するのである。この結果、バッテリ１２が速やかに満充電状態となる。
【００２２】
次いで、ステップ１３で、満充電判定手段２２によって、バッテリ１２が満充電状態であるか否かを判定する。その結果、満充電状態であるときは、ステップＳ１４で、その満充電状態の時のバッテリ容量Ｖｆｕｌを図示しない記憶手段から読み出す。次いで、ステップＳ７及びステップＳ１５で、電流センサ３１で検出されるバッテリ１２の充放電電流Ｉｒｕｎを積算する（ΣＩｒｕｎ）。
【００２３】
次いで、ステップＳ８で、エンジン運転中バッテリ容量算出手段２３によって、前記エンジン始動時バッテリ容量Ｖｏｎと充放電電流の積算値ΣＩｒｕｎとに基いて、次式（２）に従って、エンジン運転中バッテリ容量Ｖｒｕｎを算出する。
Ｖｒｕｎ＝Ｖｏｎ＋ΣＩｒｕｎ      ……（２）
【００２４】
一方、ステップＳ１６で、エンジン運転中バッテリ容量算出手段２３によって、前記満充電時バッテリ容量Ｖｆｕｌと充放電電流の積算値ΣＩｒｕｎとに基いて、次式（３）に従って、エンジン運転中バッテリ容量Ｖｒｕｎを算出する。
Ｖｒｕｎ＝Ｖｆｕｌ＋ΣＩｒｕｎ      ……（３）
【００２５】
次いで、ステップＳ９及びステップＳ１７で、前記エンジン運転中バッテリ容量Ｖｒｕｎが所定容量Ｖｘよりも大きいか否かを判定する。ここで、所定容量Ｖｘは、前記ステップＳ４の所定容量Ｖｏと同じでもよく、また異なっていてもよい。その結果、前記エンジン運転中バッテリ容量Ｖｒｕｎが所定容量Ｖｘよりも大きいときは、ステップＳ１０及びステップＳ１８で、エンジン停止時バッテリ容量記憶手段２４によって、現在のバッテリ容量Ｖｒｕｎをエンジン停止時バッテリ容量Ｖｏｆｆとして更新登録する。一方、前記エンジン運転中バッテリ容量Ｖｒｕｎが所定容量Ｖｘよりも小さいときは、ステップＳ１２に進んで、バッテリ１２の満充電制御を実行する。
【００２６】
そして、ステップＳ１１及びステップＳ１９で、イグニッションキーポジションセンサ３２からの信号に基いて、運転者のエンジン停止操作の有無を判定する。その結果、運転者のエンジン停止操作があったとき（イグニッションキーが「Ｏｎ」位置、「Ａｃｃ」位置から、「Ｌｏｃｋ」位置に回動されたとき）は、エンドとなり、運転者のエンジン停止操作がないとき（イグニッションキーが「Ｏｎ」位置に維持されているとき）は、ステップＳ７及びステップＳ１５に戻る。
【００２７】
以上により、本実施形態においては、運転者のエンジン停止操作によるエンジン停止時には（ステップＳ１１，Ｓ１９）、それまで算出されていたエンジン運転中のバッテリ容量Ｖｒｕｎをエンジン停止時バッテリ容量Ｖｏｆｆとして記憶し（ステップＳ１０，Ｓ１８）、エンジン停止中におけるバッテリの消費電流値Ｉｏｆｆを予め記憶し（消費電流値記憶手段２５）、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時には（ステップＳ１）、それまでエンジン１０が停止していた期間Ｔｏｆｆを検出し（ステップＳ２）、そして、運転者のエンジン始動操作によるエンジン始動時には（ステップＳ１）、これらのエンジン停止時バッテリ容量Ｖｏｆｆと消費電流値Ｉｏｆｆとエンジン停止期間Ｔｏｆｆとに基いて、エンジン始動時のバッテリ容量Ｖｏｎを算出するから（ステップＳ３）、エンジン始動の度に、エンジン始動時のバッテリ容量を早期に確定するために、オルタネータ１１の出力電圧を高めてバッテリ１２を速やかに満充電状態とする（ステップＳ１２）必要がなくなり、燃費の低下が回避されたうえで、エンジン始動時のバッテリ容量Ｖｏｎを早期に且つ精度よく検出することが可能となる（ステップＳ３）。
【００２８】
その場合に、前記のようにして算出したエンジン始動時のバッテリ容量Ｖｏｎが所定容量Ｖｏよりも小さいときは（ステップＳ４）、オルタネータ１１の出力電圧を高めてバッテリ１２を速やかに満充電状態とするから（ステップＳ１２）、エンジン始動直後のアイドルストップに遅れることなく対応することが可能となる。
【００２９】
また、エンジン停止期間Ｔｏｆｆが所定期間Ｔｏよりも長いときは（ステップＳ５）、オルタネータ１１の出力電圧を高めてバッテリ１２を速やかに満充電状態とするから（ステップＳ１２）、エンジン１０の停止期間Ｔｏｆｆが長いために活物質が不活性化してバッテリ１２の劣化が進行している場合に、一旦バッテリ１２を満充電状態とすることにより、活物質の速やかな活性化、及びバッテリ１２の劣化の進行の速やかな抑制が図られる。
【００３０】
なお、本実施形態では、ステップＳ１でイグニッションキーが「Ａｃｃ」位置から「Ｏｎ」位置に回動されたときにステップＳ２以下に進むので、ステップＳ３で算出されるエンジン始動時バッテリ容量Ｖｏｎは、スタータモータ（図示せず）によるクランキングが行われる前のバッテリ容量である。つまり、クランキングのためのスタータモータの消費電流とクランキング時間との積算によるバッテリ容量の低下分は、その後のステップＳ７，Ｓ８で処理される。
【００３１】
また、本実施形態のよりよい理解のために、図３に、前記ステップＳ４でＹＥＳ、前記ステップＳ５でＮＯの場合のタイムチャートを示し、図４に、前記ステップＳ４でＮＯの場合のタイムチャートを示し、図５に、前記ステップＳ４でＹＥＳ、前記ステップＳ５でＹＥＳの場合のタイムチャートを示す。ただし、図３の満充電制御は、ステップＳ９又はステップＳ１７からステップＳ１２へ至った場合に実行されるもの、図４の満充電制御は、ステップＳ４からステップＳ１２へ進んだ場合に実行されるもの、図５の満充電制御は、ステップＳ５からステップＳ１２へ進んだ場合に実行されるものである。
【００３２】
なお、本実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、なお種々の修正、変更が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、運転者の始動操作によりエンジンが始動する度に、バッテリを速やかに満充電状態とすることなく、よって燃費の低下を回避しながら、エンジン始動時のバッテリ容量を早期に且つ精度よく検出することができるもので、車両用バッテリの容量検出装置の技術分野において幅広い産業上の利用可能性が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る車両用バッテリの容量検出装置の制御システム図である。
【図２】前記容量検出装置のコントロールユニットが行う具体的動作の１例を示すフローチャートである。
【図３】前記フローチャートの作用の１例を示すタイムチャートである。
【図４】作用の別例を示すタイムチャートである。
【図５】作用のさらなる別例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１        容量検出装置
１０      エンジン
１１      オルタネータ（発電機）
１２      バッテリ
２０      コントロールユニット
２１      出力電圧制御手段
２３      エンジン運転中バッテリ容量算出手段
２４      エンジン停止時バッテリ容量記憶手段
２５      消費電流値記憶手段
２６      エンジン停止期間検出手段
２７      エンジン始動時バッテリ容量算出手段
３１      電流センサ
３２      イグニッションキーポジションセンサ
３３      ＧＰＳナビゲーションシステム
【図１】
2006352968.tif 000003
【図２】
2006352968.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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